MOSFET

Welche Auswirkung ist bei MOSFETs mit sehr dünnem Gateisolator richtig, wenn das Maximum der Elektronenverteilung in der Inversionsschicht etwas von der Grenzfläche entfernt liegt?

  1. ADie Schwellenspannung wird null
  2. BDer Gateisolator erscheint effektiv dicker, und die Gate-Kapazität (Treiberfähigkeit) sinkt
  3. CDer Gateisolator erscheint effektiv dünner, und die Gate-Kapazität steigt
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Antwort: B. Der Gateisolator erscheint effektiv dicker, und die Gate-Kapazität (Treiberfähigkeit) sinkt

Die Elektronen der Inversionsschicht sind durch das starke Feld an der Grenzfläche in einer engen Potenzialmulde eingeschlossen; aufgrund quantenmechanischer Effekte liegt das Maximum der Verteilung nicht unmittelbar an der Grenzfläche, sondern etwa 1 nm im Inneren. Da der Ladungsschwerpunkt von der Grenzfläche abrückt, wirkt der Isolator um etwa 0,3 bis 0,4 nm (SiO2-Äquivalent) dicker, und Gate-Kapazität und Treiberstrom sinken. Zusammen mit der Polysilizium-Verarmung ist dies Ursache der „elektrischen Schichtdicke (CET)“, die größer als die physikalische Dicke ist, und ihr Gewicht wächst mit dünnerem EOT.

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